CRISPR 诊断

01概览与价值链

标记：[EC: IVDR 2017/746 | OECD: Biotech & Health | 监管机构: FDA（美国）、EMA（欧盟）、NMPA（中国）]

CRISPR 诊断利用 Cas12/Cas13 酶的旁切活性，在 <30 分钟内以阿摩尔级灵敏度 (2 aM) 检测核酸， 无需热循环仪即可实现分散式检测。

关键方向：

1. SHERLOCK (Cas13 RNA detection)： 通过旁切检测 RNA 靶标。
2. DETECTR (Cas12 DNA detection)： 以报告分子读出 DNA 靶标。
3. 等温耦合 (RPA/LAMP front-end)： 恒温扩增。
4. 侧向层析读出 (paper-strip output)： 无需仪器的可视化结果。

部门价值链

[样本] ──> [提取] ──> [扩增] ──> [Cas 检测]
                                  │
                            (旁切活性)
                                  │
                                  ▼
[结果] <─── [侧向层析] <────┘

价值链层级

部门交叉技术：

• 向导 RNA 设计 (gRNA Design)： 靶向特异性向导文库。
• 报告分子化学 (Reporter Chemistry)： 荧光/比色读出。
• 微流控芯片 (Microfluidics)： 集成一次性卡盒。

02美国

美国在 EUA 级即时检测平台方面领先。

point-of-care, emergency use, platform companies

• Mammoth Biosciences： 基于 DETECTR 的平台。
• Sherlock Biosciences： SHERLOCK CRISPR 诊断。
• FDA EUA pathway： 快速检测的紧急授权。

03中国

中国扩大制造规模并推进 NMPA 国内审批。

scale manufacturing, domestic approval, export

• 通量生物 (Tolo Biotech)： CRISPR 检测试剂盒。
• 华大基因 (BGI)： 测序与检测集成。
• NMPA 快速通道： 国内 IVD 审批。

04欧盟

欧盟在 IVDR 框架下由公告机构进行符合性评定。

IVDR conformity, notified bodies, CE-IVD

• Qiagen： 检测试剂与平台。
• IVDR 2017/746： 体外诊断法规。
• CE-IVD marking： 进入市场的符合性标识。

05领先企业与研究机构

06技术栈与创新

技术栈结合扩增、引导切割与简易读出。

1. 等温扩增 (RPA/LAMP)：
   • 无需热循环仪的恒温扩增。
2. Cas 旁切 (Cas12/Cas13)：
   • 引导切割触发报告分子信号。
3. 侧向层析读出 (Paper Strip)：
   • <30 分钟可视化结果，无需仪器。

07价值链与生产流程

CRISPR 体外诊断工业流程 (ISO 13485)

┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 1. 样本裂解               │ ───> │ 2. 等温扩增               │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
                                                 │
                                                 ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 4. 报告分子切割           │ <─── │ 3. Cas/gRNA 反应          │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
              │
              ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 5. 侧向层析读出           │ ───> │ 6. 结果报告               │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘

阶段 1：样本裂解

200 µL 拭子样本经裂解在 5 分钟内释放核酸。

阶段 2：等温扩增

RPA/LAMP 在 37–42 °C 下经 10 分钟扩增靶标。

阶段 3：Cas/gRNA 反应

向导 RNA 将 Cas 引导至靶序列，检测低至 10 拷贝/反应。

阶段 4：报告分子切割

旁切活性每个靶标激活超过 1000 个报告分子。

阶段 5：侧向层析读出

纸条在 5 分钟内显示阳性/阴性可视化条带。

阶段 6：结果报告

结果记录至患者档案，每次检测成本约 0.61 USD。